KR20080011350A - 주형틀 유닛, 상·하 주형조형장치, 및 주조라인 - Google Patents

주형틀 유닛, 상·하 주형조형장치, 및 주조라인 Download PDF

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Abstract

상하로 겹쳐지는 상하 주형을 조형하기 위한 주형틀 유닛으로서, 세워 설치된 적어도 두 개의 연결로드; 상기 적어도 두 개의 연결로드에 슬라이딩 가능하게 장착되며 측벽에 모래분사구를 가지는 상부 주형틀; 및, 상기 상부 주형틀에 정합되기 위해 상기 상부 주형틀의 하방위치에서 상기 연결로드에 슬라이딩 가능하게 가설장착된 하부 주형틀이며, 측벽에 모래분사구를 가지는 하부 주형틀;을 포함하는 주형틀 유닛.

Description

주형틀 유닛, 상·하 주형조형장치, 및 주조라인{FLASK UNIT, COPE AND DRAG MOLDING DEVICE, AND MOLDING LINE}
본 발명은, 주형틀 유닛, 상기 주형틀 유닛을 이용하여 주형틀이 있거나 또는 없는 상·하 주형을 조형하는 상·하 주형조형장치, 및 주조라인에 관한 것이다.
종래, 상·하 주형조형장치의 하나로서, 하향으로 분사 노즐을 설치한 주물사 분사 탱크의 외측 위치와, 주물사 분사 탱크의 하부위치 사이에 걸쳐 회전가능하게 L자형 프레임을 설치하고, L자형 프레임의 수직면부에 상부 주형틀을 승강가능하게 걸림결합시켜 설치하는 동시에 L자형 프레임의 수평면부에 하부 주형틀을 상부 주형틀에 대향되는 위치와 대향위치로부터 벗어난 위치 사이를 왕복이동할 수 있도록 설치한 수평분할 플라스크리스 주형장치가, 일본국 특허공개공보 H7-16705호에 개시되어 있다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 상·하 주형조형장치의 경우는, 상부 주형틀과 하부 주형틀이 이른바 캔틸레버식으로 지지되는 구조로 되어 있기 때문에, 상부 주형틀과 하부 주형틀을 겹쳤을 때, 상하 주형틀의 일측부분만이 서로 접촉되거나 또는 겹쳐지고 타측부분에는 어긋남이나 틈새가 생기는 경향이 있어, 결과적으 로 단차나 지느러미 형상의 결함이 있는 주물을 유발하는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 상부 주형틀과 하부 주형틀을 서로 겹쳤을 때 상기 상하 주형틀의 일측부분만이 서로 겹치고 타측에서는 정합되지 않는 일이 없는 주형틀 유닛이며, 측부에 각각 주물사 분사구를 가지는 주형틀 유닛, 상기 주형틀 유닛을 이용하여 주형틀이 있거나 또는 없는 상·하 주형을 조형하는 상·하 주형조형장치, 및 주조라인을 제공하는 데 있다.
본원의 양태에 따른 주형틀 유닛은, 상하로 겹쳐지는 상하 주형을 조형하기 위한 주형틀 유닛으로서, 세워 설치된 적어도 두 개의 연결로드(4)와; 상기 적어도 두 개의 연결로드에 슬라이딩 가능하게 장착되며 측벽에 모래분사구를 가지는 상부 주형틀과; 상기 상부 주형틀에 정합되기 위해 상기 상부 주형틀의 하방위치에서 상기 연결로드에 슬라이딩 가능하게 가설장착된 하부 주형틀이며, 측벽에 모래분사구를 가지는 하부 주형틀;을 포함하는 주형틀 유닛이다.
이와 같이 구성된 주형틀 유닛에 있어서, 상하 주형틀은 연결로드 상을 슬라이딩하여, 즉, 양단을 지지함으로써 서로 마주보도록 만나게 되어 있으므로, 주형틀 및 사형(砂型)의 부정합을 방지할 수 있다. 또한, 상하 주형틀은 그 측벽에 모래분사구를 가지므로, 모래분사구를 가지는 주형틀을 회전시키는 타입의 조형장치에 이용할 수 있다.
또한, 본원의 양태에 따른 상·하 주형조형장치는, 상기 본원의 주형틀 유닛을 이용하여 상하로 겹쳐지는 상하 주형을 조형하는 주형조형장치로서, 주형조형장치에 부착된 상기 주형틀 유닛의 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 출입가능하게 설치된 매치 플레이트와; 상기 주형틀 유닛이 탈부착가능하게 부착되며, 상기 상·하 주형틀에 의해 상기 매치 플레이트를 끼움지지하고, 상기 상·하 주형틀에 있어서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에, 상·하 스퀴즈수단을 각각 출입가능하게 설치하고, 또한 상기 매치 플레이트를 끼움지지한 상기 상·하 주형틀이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 구성한 주물사 스퀴즈기구와; 상기 주물사 스퀴즈기구를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동기구와; 수직상태에 있는 상기 상·하 주형틀에 대해 상기 모래분사구로부터 주물사를 분사하는 모래분사기구;를 구비한다.
또한, 본원의 양태에 따른 주조라인은, 상기 상·하 주형조형장치를 이용하여 조형한 상하 주형이 내장된 주형틀 유닛을 순환시켜 사용하는 주조라인으로서, 상기 주형틀 유닛이 탈부착가능하게 구성되며 또한 상기 주형틀 유닛을 이용하여 주형틀이 부착된 상·하 주형을 조형하는 상·하 주형조형장치와; 상기 상·하 주형조형장치로부터 송출된 상기 주형틀 유닛의 상하 주형에 주탕하는 주탕라인과; 상기 주탕라인에서 주탕된 상기 주형틀 유닛으로부터 상하 주형을 압출하는 주형분해장치와; 상·하 주형이 압출된 상기 주형틀 유닛을 상기 주형분해장치로부터 상기 상·하 주형조형장치로 회송하는 주형틀 유닛 회송장치;를 구비한다.
또한, 본원의 양태에 따른 주형틀 없는 상·하 주형조형장치는, 상기 주형틀 유닛을 이용하여 상하로 겹쳐지는 주형틀 없는 상하 주형을 조형하는 주형조형장치로서, 상기 주형틀 유닛이 탈부착가능하게 설치된 주형조형장치 본체와; 상기 주형조형장치 본체에 부착된 상기 주형틀 유닛의 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 출입가능하게 설치된 매치 플레이트와; 상기 주형틀 유닛을 가지며, 상기 상·하 주형틀에 의해 상기 매치 플레이트를 끼움지지하고, 상기 상·하 주형틀에 있어서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에, 상·하 스퀴즈수단을 각각 출입가능하게 설치하고, 또한 상기 매치 플레이트를 끼움지지한 상기 상·하 주형틀이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 구성한 주물사 스퀴즈기구와; 상기 주물사 스퀴즈기구를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동기구와; 수직상태에 있는 상기 상·하 주형틀에 대해 상기 모래분사구로부터 주물사를 분사하는 모래분사기구와; 서로 겹쳐지며 수평상태에 있는 상하 주형이 내장된 한 쌍의 상기 상하 주형틀로부터 상기 상하 주형을 추출해내는 주형추출기구와; 한 쌍의 상기 상하 주형틀이 수평상태에 있는 상기 주물사 스퀴즈기구와 상기 주형추출기구의 사이에서, 한 쌍씩 상하로 나란히 수평으로 늘어서는 수평상태의 두 쌍 이상의 상기 상하 주형틀을, 간헐적으로 선회시키고 또한 상기 상부 주형틀을 승강시킬 수 있는 주형틀 선회기구;를 구비한다.
도 1은 본 발명에 따른 주형틀 유닛의 가장 바람직한 형태의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 주형틀 유닛의 평면도이다.
도 3은 가장 바람직한 형태의 주형틀 유닛을 적용한 상·하 주형조형장치의 하나의 실시예의 정면도이다.
도 4는 도 3의 상·하 주형조형장치의 정면도로서, 일부를 단면으로 나타낸 것이다.
도 5는 도 3의 상·하 주형조형장치의 평면도이다.
도 6은 가장 바람직한 형태의 주형틀 유닛을 적용한 주조라인의 블록도이다.
도 7은 가장 바람직한 형태의 주형틀 유닛을 적용한 상·하 주형조형장치의 다른 실시예의 정면도이다.
도 8은 도 7의 화살표 A-A에 따라 도시한 것으로서, 상·하 주형틀에 의해 매치 플레이트를 끼움지지한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7의 상·하 주형조형장치의 평면도이다.
본 발명을 적용한 주형틀 유닛(1)의 가장 바람직한 형태는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 측벽에 모래분사구(2)를 가지는 상부 주형틀(3)과, 상기 상부 주형틀(3)에 슬라이딩 가능하게 늘어뜨려 설치된 두 개의 연결로드(4·4)와, 상기 두 개의 연결로드(4·4)에 있어서의 상기 상부 주형틀(3)의 하방위치에 슬라이딩 가능하게 가설장착되며 측벽에 모래분사구(5)를 가지는 하부 주형틀(6)로 구성되어 있다.
다음으로, 상기 주형틀 유닛(1)을 탈부착가능하게 장착하여 상·하 주형을 조형하는 상·하 주형조형장치(100)의 하나의 실시예에 대해 도면에 기초하여 상세 히 설명한다. 본 상·하 주형조형장치(100)는, 도 3∼도 5에 도시한 바와 같이, 내부에 공간을 형성한 기기 테이블(101)과, 상기 주형틀 유닛(1)의 상·하 주형틀(3·6) 사이에 반출입기구(104)에 의해 출입가능하게 설치된 매치 플레이트(105)와; 상기 주형틀 유닛(1)을 한 쌍의 클램프기구(128·128)를 통해 탈부착가능하게 부착시키고, 상기 상·하 주형틀(3·6)에 의해 상기 매치 플레이트(105)를 끼움지지하고, 상기 상·하 주형틀(3·6)에 있어서의 상기 매치 플레이트(105)가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈수단으로서의 상·하 스퀴즈 플레이트(106·107)를 각각 출입가능하게 설치하고, 또한 상기 매치 플레이트(105)를 끼움지지한 상기 상·하 주형틀(3·6)이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치 사이를 상기 기기 테이블(101)의 상부 중앙에 장착된 지지축(108)을 중심으로 하여 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 구성한 주물사 스퀴즈기구(109)와; 상기 주물사 스퀴즈기구(109)를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동기구로서의 두 개의 횡방향 실린더(110·110)와; 상기 실린더(110·110)의 신장작동에 의해 수직상태에 있는 상기 상·하 주형틀(3·6)에 대해 상기 모래분사구로부터 주물사를 분사하는 모래분사기구(111);로 구성되어 있다.
또한, 상기 연결로드(4·4)의 각각의 상부와 하부에는 상기 클램프기구(128·128)에 있어서의 후술하는 클로(claw)(130)가 걸림결합될 수 있는 홈이 형성되어 있다. 또한, 상기 클램프기구(128)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 승강 프레임(114)의 전후 양 외면에 장착되어 있으며, 한 쌍의 요동 모터(129·129)와, 상기 한 쌍의 요동 모터(129·129)의 각 요동축에 끼움장착된 클로(130)를 구비하고 있 어, 상기 한 쌍의 요동 모터(129·129)의 작동에 의해 상기 한 쌍의 클로(130·130)가 상기 주형틀 유닛(1)의 연결로드(4·4)의 상부의 홈 내로 진입하여 이들의 상부를 끼움지지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 클램프기구(128)는, 후술하는 하부 승강 프레임(115)의 전후 양 외면에도 장착되어 있어, 상기 연결로드(4·4)의 하부의 홈 내로 진입하여 이들의 하부를 끼움지지할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 주물사 스퀴즈기구(109)에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 지지축(108)에 상기 회전 프레임(112)이 중심 부근에서 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 피봇지지되어 설치되어 있으며, 상기 회동 프레임(112)의 우측면에는 상하방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 로드(113·113)가 전후방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 가이드 로드(113·113) 사이에 있어서의 상부에는 역 L자형의 상부 승강 프레임(114)이, 그리고 상기 한 쌍의 가이드 로드(113·113) 사이에 있어서의 하부에는 L자형의 하부 승강 프레임(115)이, 일체적으로 설치된 홀더부를 통해 각각 슬라이딩가능하게 가설장착되어 있으며, 이들 상·하 승강 프레임(114·115)은, 상기 회전 프레임(112)에 장착된 상향 실린더(116) 및 하향 실린더(117)의 신축작동에 의해 서로 접근 및 이격하도록 되어 있다.
또한, 상기 상부 승강 프레임(114)에는 상기 상부 스퀴즈 플레이트(106)를 진퇴시키는 복수의 실린더(119·119)가, 그리고, 상기 하부 승강 프레임(115)에는 상기 하부 스퀴즈 플레이트(107)를 진퇴시키는 복수의 실린더(120·120)가 각각 장착되어 있다. 또한, 상기 상·하 승강 프레임(114·115)의 각각의 수평상태의 상 면은, 상기 상·하 주형틀(3·6)을 각각 가압할 수 있는 크기를 가지고 있다. 또한, 상기 하부 승강 프레임(115)의 전후 양 외면에는 상향 실린더(122·122)가 장착되어 있으며, 이들 복수의 실린더(122·122)의 피스톤 로드의 상단 사이에 상기 하부 스퀴즈 플레이트(107)에 상하로 슬라이딩 가능하게 둥글게 장착된 프레임형상의 레벨링 프레임(121)이 가설되어 있다.
또한, 상기 매치 플레이트(105)의 반출입기구(104)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 주물사 스퀴즈기구(109)의 상기 지지축(108)에 둥글게 장착된 링부재(123)와, 상기 모래분사기구(111)의 회전 프레임(112)에 피봇지지되며 피스톤 로드의 선단을 상기 링부재(123)의 일부와 회동가능하게 연접시킨 실린더(124)와, 기저단이 상기 실린더부(123)에 고정부착된 캔틸레버식 구조의 한 쌍의 아암(125·125)과, 상기 매치 플레이트(105)를 올려놓고 좌우방향으로 왕복이동가능한 매다는 타입의 대차(도시 생략)로 구성되어 있으며, 상기 실린더(124)의 신축작동에 의해 상기 한 쌍의 아암(125·125)이 상하로 회동하여, 상기 대차는, 상기 주물사 스퀴즈기구(109)에 있어서의 수평상태의 상기 상·하 주형틀(3·6) 사이에 상기 매치 플레이트(105)를 반입 및 반출시키도록 되어 있다. 또한, 한 쌍의 아암(125·125)은, 실린더(124) 대신에 모터 등으로 구동시켜도 된다.
또한, 상기 모래분사기구(111)는, 상기 기기 테이블(101)의 천정부의 좌측 부근 위치에 장착되어 있으며, 추가로 두 개의 에어레이션(aeration) 탱크(도시 생략)가 구성되어 있어, 상기 상·하 주형틀(3·6)에 각각 독립적으로 주물사를 압축공기에 의해 분사하여 충전하도록 되어 있으나, 한 개의 에어레이션 탱크로부터 상 ·하 주형틀에 충전시키는 구성이 일반적이다. 또한, 상기 압축공기의 압력은 0.05Mpa 내지 0.18Mpa인 것이 바람직하다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 상술한 상·하 주형조형장치(100)를 이용하여 조형한 상하 주형이 내장된 상기 주형틀 유닛(1)은, 상기 상·하 주형조형장치(100)와, 상기 주형틀 유닛(1)의 상하 주형에 주탕하는 주탕라인(51)과, 주탕 후의 상기 주형틀 유닛(1)으로부터 주형을 압출하는 주형분해장치(52)와, 상기 주형틀 유닛(1)을 상기 주형분해장치(52)로부터 상기 주형조형장치(100)로 회송하는 주형틀 유닛 회송장치(53)로 구성된 주조라인을 순환시켜, 연속적으로 사용하도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 주형의 조형장치에서는, 우선, 반출입기구(105)를 주형틀 유닛(1)의 수평상태인 상부 주형틀(3)과 하부 주형틀(6) 사이로 반입한 후, 실린더(116)의 신축작동에 의해 상부 승강 프레임(114)을 통해 상부 주형틀(3)을 짧은 길이로 상하이동시키면서, 반출입기구(104)의 실린더(124)의 수축작동에 의해 아암(125)을 시계방향으로 회동시켜 아암(125)의 대차에 대한 연결상태를 해제하는 동시에 아암(125)을 원래대로 되돌린다. 이어서, 주물사 스퀴즈기구(109)의 상향 실린더(116) 및 하향 실린더(117)를 수축작동시켜 상·하 승강 프레임(114·115)을 통해 상·하 주형틀(3·6)을 서로 접근시켜, 상·하 주형틀(3·6)에 의해 매치 플레이트(105)를 끼움지지시키고, 이어서, 하부의 한 쌍의 클램프기구(128·128)에 의해 주형틀 유닛(1)의 연결로드(4·4)의 하부를 끼움지지한다. 이어서, 주물사 스퀴즈기구(109)의 복수의 실린더(119·119·120·120)를 각각 소정의 길이만큼 신 장작동시켜 상부 스퀴즈 플레이트(106) 및 하부 스퀴즈 플레이트(107)를 상·하 주형틀(3·6) 내에 소정의 길이만큼 삽입하여 상하 두 개의 조형공간을 구획한다.
이어서, 실린더(110)를 신장작동시켜 주물사 스퀴즈기구(109)를 지지축(108)을 중심으로 하여 시계방향으로 회전시켜 상·하 주형틀(3·6) 및 매치 플레이트(105)를 수직상태로 하는 동시에 모래분사구를 상방으로 이동시키고, 이에 따라, 모래분사기구(111)의 두 개의 에어레이션 탱크의 하단에 그 모래분사구를 각각 접촉시키고, 이어서, 모래분사구로부터 상·하 조형공간에 모래분사기구(111)에 의해 주물사를 분사하여 충전시키고, 이후, 복수의 실린더(119·119·120·120)를 각각 신장작동시켜 상·하 스퀴즈 플레이트(106·107)를 더욱 진행시켜 상·하 조형공간 내의 주물사를 각각 스퀴즈한다.
또한, 상·하 조형공간 내의 주물사를 스퀴즈할 때 상·하 승강 프레임(114·115)에 작용하는 실린더(119·119·120·120)의 반력은, 상·하부의 클램프기구(128·128) 및 연결로드(4·4)에 의해서도 받게 된다.
이어서, 실린더(110)를 수축작동시켜 상·하 주형틀(3·6) 및 매치 플레이트(105)를 수평상태로 복귀시키면서, 하부의 클램프기구(128·128)에 의한 연결로드(4·4)에 대한 끼움지지상태를 해제하고, 이어서, 상·하향 실린더(116·117)를 신장작동시켜 상·하 승강 프레임(114·115)을 통해 상부 주형틀(3)을 상승시키는 동시에 하부 주형틀(6)을 하강시켜, 주물사를 스퀴즈하여 이루어진 주형을 내장한 상·하 주형틀(3·6)을 매치 플레이트(105)로부터 각각 분리한다. 그리고, 하부 주형틀(6)을 연결로드(4·4)를 통해 매단다. 이어서, 실린더(124)를 수축작동시켜 아암(125·125)에 의해 매치 플레이트(105)를 상·하 주형틀(3·6) 사이로부터 반출하고, 이어서, 필요하다면 주형에 코어를 세트한 다음, 상·하향 실린더(116·117)를 수축작동시켜 상·하 승강 프레임(114·115)을 통해 상부 주형틀(3)을 하강시키는 동시에 하부 주형틀(6)을 상승시켜, 주형이 내장된 상부 주형틀(3) 및 하부 주형틀(6)을 서로 겹친다.
이어서, 클램프기구(128·128)에 의한 연결로드(4·4)로의 끼움지지상태를 해제하고, 상·하 주형틀(3·6)에 주형을 내장한 주형틀 유닛(1)을 상·하 주형조형장치(100)로부터 분리한 다음, 주형틀 유닛(1)의 상하 주형에 주탕라인(51)을 통해 주탕한다. 이어서, 주형분해장치(51)에 의해 주형틀 유닛(1)으로부터 상하 주형을 압출하고, 상하 주형이 압출된 주형틀 유닛(1)을, 주형틀 유닛 회송장치(53)를 이용하여, 주형분해장치(51)로부터 상·하 주형조형장치(100)로 회송한다.
또한, 상술한 실시예의 상·하 주형조형장치(100)에 있어서의 주형틀 유닛(1)은, 주형틀이 부착된 주형의 주형틀로서 이용되고 있으나, 이후에 기술될 실시예와 같이, 주형틀 없는 상·하 주형조형장치에 적용해도 된다. 즉, 상기 주형틀 없는 상·하 주형조형장치는, 도 7∼도 9에 도시한 바와 같이, 내부에 공간을 형성한 직육면체 형상의 기기 테이블(201)과, 상기 주형틀 유닛(1)이 탈부착가능하게 설치된 주형조형장치 본체(202)와; 상기 주형틀 유닛(1)의 상·하 주형틀(3·6) 사이에 반출입기구(204)에 의해 출입가능하게 설치된 매치 플레이트(205)와; 상기 상·하 주형틀(3·6)에 의해 상기 매치 플레이트(205)를 끼움지지하고, 상기 상·하 주형틀(3·6)에 있어서의 상기 매치 플레이트(205)가 없는 각각의 개구부에 상 ·하 스퀴즈수단으로서의 상·하 스퀴즈 플레이트(206·207)를 각각 출입가능하게 설치하고, 상기 매치 플레이트(205)를 끼움지지한 상·하 주형틀(3·6)이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치 사이를, 상기 기기 테이블(201)에 설치한 지지축(208)을 중심으로 하여 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 지지한 주물사 스퀴즈기구(209)와; 상기 주물사 스퀴즈기구(209)를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동기구로서의 횡방향 실린더(210)와; 상기 실린더(210)의 신장작동에 의해 수직상태에 있는 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(3·6)에 대해 상기 모래분사구를 통해 주물사를 뿜어넣는 모래분사기구(211)와; 서로 겹쳐져 수평상태에 있는 상·하 주형이 내장된 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(3·6)로부터 상기 상·하 주형을 빼내는 주형추출기구(212)와; 상기 상·하 주형틀(3·6)이 수평상태에 있는 상기 주물사 스퀴즈기구(209)와 상기 주형추출기구(212)의 사이에서, 한 쌍씩 상하로 나란히 수평으로 늘어서는 수평상태의 두 쌍의 상기 상·하 주형틀(3·6)을 번갈아 간헐적으로 선회시키고 또한 상기 상부 주형틀(3)을 걸어 고정시킨 채로 승강가능한 주형틀 선회기구(213);로 구성되어 있다.
그리고, 두 쌍의 상기 상·하 주형틀(3·6·3·6)의 각각의 상·하 주형틀(3·6)에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 상부 주형틀(3)의 전후 외면의 중앙부 및 상기 주물사 스퀴즈기구(209)측의 위치에 있을 때의 상기 하부 주형틀(6)의 전후 외면의 우측부근 위치에 돌기부(3a·3a·6a·6a)를 각각 설치한다.
또한, 상기 매치 플레이트(205)의 반출입기구(204)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 주물사 스퀴즈기구(209)의 상기 지지축(208)에 둥글게 장착된 링부 재(215)와, 상기 모래분사기구(211)에 피봇지지되며 피스톤 로드의 선단을 상기 링부재(215)의 일부와 회동가능하게 연접시킨 실린더(216)와, 기저단이 상기 링부재(215)에 고정부착된 캔틸레버식 구조의 한 쌍의 아암(217·217)과, 상기 매치 플레이트(205)를 올려놓고 좌우방향으로 왕복이동가능한 매다는 타입의 대차(245)로 구성되어 있으며, 상기 실린더(216)의 신축작동에 의해 상기 한 쌍의 아암(217·217)이 상하로 회동하여, 상기 대차(245)는, 도시가 생략된 레일을 통해 상기 주물사 스퀴즈기구(209)에 있어서의 수평상태의 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(3·6) 사이에 상기 매치 플레이트(205)를 반입 및 반출시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 상부 주형틀(3)을 통해 대차(245)를 짧은 소정의 길이만큼 하강시키면서 상기 실린더(216)의 신축작동에 의해 상기 한 쌍의 아암(217·217)이 상하 회동함으로써, 아암(217·217)을 대차(245)에 연결시키거나, 연결상태를 해제할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 주물사 스퀴즈기구(209)에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 기기 테이블(201)의 상부 중앙에 장착된 상기 지지축(208)에 상기 회전 프레임(218)이 중심 부근에서 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 피봇지지되어 설치되어 있으며, 상기 회동 프레임(218)의 우측면에는 상하방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 로드(219·219)가 전후방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 가이드 로드(219·219) 사이에 있어서의 상부에는 역 L자형의 상부 승강 프레임(220)이, 그리고 상기 한 쌍의 가이드 로드(219·219) 사이에 있어서의 하부에는 L자형의 하부 승강 프레임(221)이, 일체적으로 설치된 홀더 부를 통해 각각 슬라이딩가능하게 가설장착되어 있으며, 이들 상·하 승강 프레임(220·221)은 상기 회전 프레임(218)에 장착된 상향 실린더(222) 및 하향 실린더(223)의 신축작동에 의해 서로 접근 및 이격하도록 되어 있다. 또한, 상기 회전 프레임(218)에는 상기 상·하 주형틀(3·6)이 수평상태에 있을 때 상기 대차(245)를 유도하는 레일(도시 생략)이 장착되어 있다. 또한, 상기 상부 주형틀(3·3)의 각각에는, 이들이 상승하였을 때에 반송 레벨이 상기 레일의 그것과 동일해지는 상기 대차(245)의 유도용 레일(도시 생략)이 장착되어 있다.
또한, 상기 상부 승강 프레임(220)에는 상기 상부 스퀴즈 플레이트(206)를 진퇴시키는 복수의 실린더(224·224)가, 그리고, 상기 하부 승강 프레임(221)에는 상기 하부 스퀴즈 플레이트(207)를 진퇴시키는 복수의 실린더(225·225)가 각각 장착되어 있다. 또한, 상기 상·하 승강 프레임(220·221)의 각각의 수평상태의 상면은 상기 상·하 주형틀(3·6)을 각각 가압할 수 있는 크기를 가지고 있다.
또한, 상기 모래분사기구(211)는, 상기 기기 테이블(201)의 천정부의 좌측 부근 위치에 장착되어 있으며, 추가로 두 개의 에어레이션 탱크(227·227)가 구성되어 있어, 상기 상·하 주형틀(3·6)에 각각 독립적으로 주물사를 저압의 압축공기로 충전(에어레이션 충전)하도록 되어 있다. 또한, 저압의 압축공기의 압력은 0.05Mpa 내지 0.18Mpa인 것이 바람직하다. 또한, 도시가 생략된 감압원과 접속하여 대기압보다 낮은 공기를 함께 이용하는 것도 가능하다. 또한, 상기 에어레이션 탱크(227·227)는 각각 독자적으로 작동시키지 않고, 동시에 혹은 동일한 제어에 의해 작동시키는 것도 가능하다.
또한, 상기 주형추출기구(212)에서는, 상하로 겹쳐진 수평상태의 상기 상·하 주형틀(3·6) 내로 진입가능한 추출판(228)이, 상기 기기 테이블(201)의 천정부에 장착된 하향 실린더(229)의 피스톤 로드의 하단에 고정부착되어 있어, 상기 추출판(228)은 상기 실린더(229)의 신축작동에 의해 승강하도록 되어 있다. 또한, 상기 추출판(228)의 수직하방에는, 상기 상·하 주형틀(3·6)로부터 빼내어진 상하 주형을 받는 주형받이 테이블(230)이 승강가능하게 설치되어 있으며, 주형받이 테이블(230)은 실린더(231)의 신축작동에 의해 신축되는 팬터그래프(pantograph)(232)에 의해 승강하도록 되어 있으나, 통상의 실린더를 구동원으로 하는 리프트 테이블 방식에 의해 주형받이 테이블(230)을 승강시켜도 된다. 또한, 상기와 같은 팬터그래프(232)를 이용함으로써, 구멍(pit)을 팔 필요가 없어진다(도 8 참조).
또한, 상기 주형틀 선회 기구(213)에서는, 상하방향으로 향해 있는 회전축(233)이 상기 기기 테이블(201)에 수평회전가능하게 장착되어 있고, 상기 회전축(233)의 상단에는 상기 기기 테이블(201)의 천정에 장착된 모터(234)의 출력축이 연결되어 있으며, 상기 회전축(233)은 상기 모터(234)의 구동에 의해 180도 정방향 및 역방향으로 회전하도록 되어 있다. 또한, 모터(234) 대신에 실린더를 사용해도 된다. 그리고, 상기 회전축(233)의 상부에는 지지부재(235)가 장착되어 있고, 지지부재(235)에는 하방으로 연장되며 전후방향으로 소정의 간격을 두고 쌍을 이루는 두 쌍의 가이드 로드(236·236)가 늘어뜨려 설치되어 있으며, 이들 두 쌍의 가이드 로드(236·236)는 상기 회전축(233)을 중심으로 하여 좌우로 대향되어 있다. 또 한, 상기 두 쌍의 가이드 로드(236·236)의 각 쌍에는, 상기 상부 주형틀(3)의 돌기부(3a·3a)를 걸어 고정시킬 수 있는 상부 걸림고정부재(237)가 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 가설장착되어 있고, 각각의 상부 걸림고정부재(237)에는 상기 회전축(233)에 장착된 상향 실린더(238)의 피스톤 로드의 선단이 고정부착되어, 각각의 상부 걸림고정부재(237)는 실린더(238)의 신축작동에 의해 승강하도록 되어 있다. 그리고, 상기 두 쌍의 가이드 로드(236·236)의 하단에는 상기 두 개의 하부 주형틀(6·6)의 돌기부(6a·6a)를 걸어 고정시킬 수 있는 하부 걸림고정부재(239)가 고정부착되어 있다.
또한, 도면에 있어서, 부호 240은 상기 상·하 주형틀(3·6) 내로부터 빼내어진 상·하 주형을 주형받이 테이블(230) 상으로부터 빼내는 주형배출장치이다.
다음으로, 이와 같이 구성한 주형틀 없는 주형조형장치를 이용하여, 도 7에서 도시한 상태로부터 주형틀 없는 상·하 주형을 조형하는 순서에 대해 설명한다. 우선, 반출입기구(204)의 실린더(216)를 신장작동시켜 한 쌍의 아암(217, 217)에 의해 매치 플레이트(205)를 수평상태의 상·하 주형틀(3·6) 사이로 반입한다.
이어서, 주물사 스퀴즈기구(209)의 상향 실린더(222) 및 하향 실린더(223)를 수축작동시켜 상·하 승강 프레임(220·221)을 통해 상·하 주형틀(3·6)을 서로 접근시키고, 상·하 주형틀(3·6)에 의해 매치 플레이트(205)를 끼움지지시키면서, 주물사 스퀴즈기구(210)의 복수의 실린더(224·224·225·225)를 각각 소정의 길이만큼 신장작동시켜 상부 스퀴즈 플레이트(206) 및 하부 스퀴즈 플레이트(207)를 상·하 주형틀(3·6) 내에 소정의 길이만큼 삽입하여 상·하 두 개의 조형공간을 구 획하면서, 실린더(210)를 신장작동시켜 주물사 스퀴즈기구(209)를 지지축(208)을 중심으로 하여 시계방향으로 회전시켜 한 쌍의 상·하 주형틀(3·6) 및 매치 플레이트(205)를 수직상태로 하는 동시에 모래분사구를 상방으로 이동시키고, 또한, 모래분사기구(211)의 두 개의 에어레이션 탱크(227·227)의 하단에 그 모래분사구를 각각 접촉시킨다. 그리고, 실린더(224·224·225·225)는 한 개의 대직경 실린더와 가이드 핀의 조합이어도 된다.
이어서, 모래분사구로부터 상·하 두 개의 조형공간에 모래분사기구(211)에 의해 주물사를 분사하여 충전한 다음, 상·하 주형틀(3·6) 및 매치 플레이트(205)를 수평상태로 복귀시키면서 상·하 스퀴즈 플레이트(206·207)를 더욱 진입시켜 상·하 두 개의 조형공간 내의 주물사를 각각 스퀴즈한다. 이어서, 상향 실린더(222) 및 하향 실린더(223)를 신장작동시켜, 상·하 승강 프레임(220·221)을 서로 이격시킨다.
이어서, 주형틀 선회기구(213)의 실린더(238)를 신장작동시켜, 주물사를 스퀴즈하여 이루어지는 주형을 내장한 상부 주형틀(3)을 상부 걸림고정부재(237)에 의해 매달아 올리는 동시에 매치 플레이트(205)로부터 분리하며, 하부 주형틀(6)을 주형틀 선회기구(213)의 하부 걸림고정부재(239) 상에 각각 올려놓고, 이어서, 실린더(216)를 수축작동시켜 한 쌍의 아암(217·217)에 의해 매치 플레이트(205)를 상·하 주형틀(3·6) 사이로부터 반출한다. 이어서, 주형틀 선회기구(213)의 모터(234)의 구동에 의해 회전축(233)을 소정의 각도로 회전시켜 주형이 내장된 상·하 주형틀(3·6)을 주형추출기구(212)까지 선회이동시킨다. 이어서, 필요에 따라 주형에 코어를 세트시킨 다음, 실린더(238)의 수축작동에 의해 상부 걸림고정부재(237)를 통해 주형이 내장된 상부 주형틀(3)을 하강시켜 하부 주형틀(6)에 겹친다.
그런 다음, 주형추출기구(212)의 실린더(231)의 신장작동에 의해 주형받이 테이블(230)을 상승시켜 주형받이 테이블(230) 상에 주형이 내장된 상·하 주형틀(3·6)을 올려놓고, 이어서, 주형추출기구(212)의 실린더(229)를 신장작동시켜 추출판(228)을 상부 주형틀(3)의 주형 상에 접촉시킨 후, 실린더(231)를 수축작동시켜 추출판(228) 및 주형받이 테이블(230)을 서로 연동시키면서 하강시켜 상·하 주형틀(3·6)로부터 주형을 추출한다. 이어서, 주형배출장치(240)에 의해 주형받이 테이블(230) 상의 상하 주형을 압출한다.
또한, 상술한 공정 중, 주형이 내장된 상·하 주형틀(3·6)을 주형추출기구(212)까지 선회이동시킬 때까지, 선행하여 조형된 주형에 필요에 따라 코어를 세트시킨 다음, 상술한 것과 동일하게 하여, 주형이 내장된 한 쌍의 상·하 주형틀(3·6)을 겹쳐서, 주형을 빼내도록 한다.

Claims (4)

  1. 상하로 겹쳐지는 상하 주형을 조형하기 위한 주형틀 유닛으로서,
    세워 설치된 적어도 두 개의 연결로드;
    상기 적어도 두 개의 연결로드에 슬라이딩 가능하게 장착되며 측벽에 모래분사구를 가지는 상부 주형틀; 및
    상기 상부 주형틀에 정합되기 위해 상기 상부 주형틀의 하방위치에서 상기 연결로드에 슬라이딩 가능하게 가설장착된 하부 주형틀이며, 측벽에 모래분사구를 가지는 하부 주형틀;
    을 포함하는 주형틀 유닛.
  2. 제 1항에 기재된 주형틀 유닛을 이용하여 상하로 겹쳐지는 상하 주형을 조형하는 주형조형장치로서,
    주형조형장치에 부착된 상기 주형틀 유닛의 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 출입가능하게 설치된 매치 플레이트;
    상기 주형틀 유닛이 탈부착가능하게 부착되며, 상기 상·하 주형틀에 의해 상기 매치 플레이트를 끼움지지하고, 상기 상·하 주형틀에 있어서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에, 상·하 스퀴즈수단을 각각 출입가능하게 설치하고, 또한 상기 매치 플레이트를 끼움지지한 상기 상·하 주형틀이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게 구성한 주물사 스퀴즈기구;
    상기 주물사 스퀴즈기구를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동기구; 및
    수직상태에 있는 상기 상·하 주형틀에 대해 상기 모래분사구로부터 주물사를 분사하는 모래분사기구;
    를 구비하는 상·하 주형조형장치.
  3. 제 2항에 기재된 상·하 주형조형장치를 포함하며, 상기 주형조형장치를 이용하여 조형한 상하 주형이 내장된 주형틀 유닛을 순환시켜 사용하는 주조라인으로서,
    상기 주형틀 유닛이 탈부착가능하게 구성되며 또한 상기 주형틀 유닛을 이용하여 주형틀이 부착된 상·하 주형을 조형하는 상·하 주형조형장치;
    상기 상·하 주형조형장치로부터 송출된 상기 주형틀 유닛의 상하 주형에 주탕하는 주탕라인;
    상기 주탕라인에서 주탕된 상기 주형틀 유닛으로부터 상하 주형을 압출하는 주형분해장치; 및
    상·하 주형이 압출된 상기 주형틀 유닛을 상기 주형분해장치로부터 상기 상·하 주형조형장치로 회송하는 주형틀 유닛 회송장치;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 주조라인.
  4. 제 1항에 기재된 주형틀 유닛을 이용하여 상하로 겹쳐지는 주형틀 없는 상하 주형을 조형하는 주형조형장치로서,
    상기 주형틀 유닛이 탈부착가능하게 설치된 주형조형장치 본체;
    상기 주형조형장치 본체에 부착된 상기 주형틀 유닛의 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 출입가능하게 설치된 매치 플레이트;
    상기 주형틀 유닛을 가지며, 상기 상·하 주형틀에 의해 상기 매치 플레이트를 끼움지지하고, 상기 상·하 주형틀에 있어서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에, 상·하 스퀴즈수단을 각각 출입가능하게 설치하고, 또한 상기 매치 플레이트를 끼움지지한 상기 상·하 주형틀이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 구성한 주물사 스퀴즈기구;
    상기 주물사 스퀴즈기구를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동기구;
    수직상태에 있는 상기 상·하 주형틀에 대해 상기 모래분사구로부터 주물사를 분사하는 모래분사기구;
    서로 겹쳐지며 수평상태에 있는 상하 주형이 내장된 한 쌍의 상기 상하 주형틀로부터 상기 상하 주형을 추출해내는 주형추출기구; 및
    한 쌍의 상기 상하 주형틀이 수평상태에 있는 상기 주물사 스퀴즈기구와 상기 주형추출기구의 사이에서, 한 쌍씩 상하로 나란히 수평으로 늘어서는 수평상태의 두 쌍 이상의 상기 상하 주형틀을, 간헐적으로 선회시키고 또한 상기 상부 주형틀을 승강시킬 수 있는 주형틀 선회기구;
    를 구비하는 주형틀 없는 상·하 주형조형장치.
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